DE102015211115B4 - Verfahren und Schleifmaschine zum Schleifen von Außen- und Innenkonturen von Werkstücken in einer Aufspannung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur in einer Aufspannung durchgeführten Schleifbearbeitung eines um seine Längsachse (1) zur Rotation angetriebenen Maschinenbauteils (2), welches an seinen beiden axialen Enden (3, 5) gespannt wird und zumindest an seinem einen Ende (5) eine Innenausnehmung (6) aufweist, welche mittels einer Innenschleifscheibe (8) geschliffen wird, wobei das Maschinenbauteil (2) in einer einzigen Aufspannung zwischen einem Werkstückspindelstock (9) und einem Reitstock (10) drehend angetrieben gehalten und mittels zumindest einer Schleifscheibe (16) an seiner Außenkontur (17) geschliffen wird, wobeia) das Maschinenbauteil (2) am Reitstock (10) mit einer mitlaufenden oder drehangetriebenen Reitstock-Hohlpinole (15) am Endbereich der Innenausnehmung (6) zentrierend gehalten wird;b) die Innenschleifscheibe (8), die Reitstock-Hohlpinole (15) durchgreifend, die Innenausnehmung (6) schleift; undc) das Schleifen der Innenausnehmung (6) und das Schleifen der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) zumindest zeitweise zeitparallel durchgeführt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur in einer Aufspannung durchgeführten Schleifbearbeitung eines Werkstückes mit zu schleifenden Außen- und Innenkonturen sowie eine Schleifmaschine nach Art einer Universal-Rundschleifmaschine und/oder Unrundmaschine zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aus DE 10 2007 009 843 B4 ist bereits bekannt, sowohl die Außenkontur als auch die Innenkontur eines Werkstückes zu schleifen. Zum einen sind dabei mehrere Spannzustände erforderlich, damit auch das Innenschleifen nach erfolgtem Außenschleifen gegebenfalls sogar auf separaten Maschinen realisiert werden kann. Zum anderen ist für das Schleifen der Innenkontur das Abstützen mittels einer Lünette nach zuvor erfolgtem Schleifen eines Lünettensitzes erforderlich. Dieses bekannte Schleifverfahren und die zur Realisierung dieses Schleifverfahrens bekannte Schleifmaschine sind relativ komplex und weisen Beschränkungen bei der erzielbaren Genauigkeit dadurch auf, dass das Werkstück in verschiedene Spannzustände gebracht werden muss, damit sämtlich Schleifvorgange an dem Werkstück geschliffen werden können.
  • Aus US 3,646,708 A ist eine Schleifmaschine zum Schleifen von äußeren und inneren Flächen bekannt. Diese bekannte Schleifmaschine weist in grundsätzlich bekannter Art einen Werkstückspindelstock mit einem daran befestigten Widerlager mit entsprechender Zentrierspitzenvorrichtung auf, gegen welche eine Spannplatte mit verstellbarem Spannkolben, welche ebenfalls am Werkstückspindelstock befestigt ist, gespannt und dort zum Zwecke der Bearbeitung gehalten werden kann. Die Spannplatte ersetzt einen Reitstock. Im Inneren des Spannfutters am Werkstückspindelstock ist ein beweglicher Spannkolben angeordnet, welcher gegen die durch die Spannplatte ausgeübte Anpresskraft zur Fixierung des zu bearbeiteten Bauteils gedrückt wird. Die Spannplatte ist in ihrem Zentrum hohl ausgebildet, damit sie durch einen für das Innenschleifen vorgesehenen separaten Schleifspindelstock mit einer Innenschleifscheibe durchgriffen werden kann, um Innenflächen eines Werkstückes zu bearbeiten.
  • Aus DE 66911119 T2 ist eine Hilfsvorrichtung für Schleifmaschinen bekannt. Bei der beschriebenen Hilfsvorrichtung für Schleifmaschinen handelt es sich um eine Innenschleifmaschine, welche eine Hilfsspannvorrichtung aufweist. Der Gegenstand dieser bekannten Schleifmaschine ist auf ein Konzept zum Einspannen, Steuern und Schleifen mittels Innenschleifmaschine gerichtet. Zwar ist bei dieser bekannten Schleifmaschine das Innenschleifen und das Außenschleifen gleichermaßen realisierbar, zur Durchführung dieses Schleifvorganges ist jedoch eine Stabilisierungsstütze auf dem Schleiftisch beschrieben, welche als nicht verfahrbar ausgebildet ist. Ein Reitstock ist nicht vorhanden. Vielmehr ist das Werkstück auf dem Schleiftisch festgespannt und dort nicht verfahrbar. Dass die eigentliche Zentrierung des Werkstückes realisierende Hilfsbauteil, damit das Schleifen bezüglich einer Rotationsachse durchgeführt werden kann, ist als kegelstumpfförmiger Stumpf ausgebildet und auf der Stabilisierungsstütze festsitzend getragen. Das bedeutet, dass die Zentrierung für die Aufnahme des Werkstückes fest in der Stabilisierungsstütze aufgenommen ist.
  • Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Schleifverfahren und eine Schleifmaschine bereitzustellen, mit welchem Werkstücke sowohl an ihrer Außenkontur als auch an ihrer Innenkontur mit hoher Genauigkeit geschliffen werden können, und zwar unter Beibehaltung der zentrierten Aufspannung während der Schleifbearbeitung.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und durch eine Schleifmaschine mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst. Zweckmäßige Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren für eine Schleifbearbeitung eines Maschinenbauteils, das um seine Längsachse zur Rotation angetrieben ist, erfolgt in ein und derselben Aufspannung. Das Maschinenbauteil ist dabei vorzugsweise eine Getriebewelle. Das Maschinenbauteil wird an seinen beiden, bezüglich seiner Längsachse axialen Enden gespannt und weist zumindest an seinem einen Ende eine Innenausnehmung auf. Die Innenausnehmung wird mittels einer Innenschleifscheibe geschliffen, welche vorzugsweise auch als Innenschleifstift bezeichnet wird. In seiner Aufspannung wird das Maschinenbauteil zwischen einem Werkstückspindelstock und einem Reitstock drehend angetrieben gehalten, wobei mittels zumindest einer Schleifscheibe die Außenkontur des Maschinenbauteils geschliffen wird. Das Maschinenbauteil wird also auf der einen Seite mittels des Werkstückspindelstockes und auf der diesem gegenüberliegenden Seite am Reitstock mit einer Reitstock-Hohlpinole am nach außen zum Ende des Maschinenbauteils hinweisenden Endbereich der Innenausnehmung zentrierend gehalten. Die Reitstock-Hohlpinole ermöglicht es, dass die auf einem separaten Schleifspindelstock gelagerte Innenschleifscheibe während des Schleifens der Innenausnehmung durchgriffen wird. Da die Reitstock-Hohlpinole vorzugsweise mit einer mitlaufenden Hohlspitze in die Innenausnehmung des Maschinenbauteils eingreift und das Maschinenbauteil an der gegenüberliegenden Seite im Werkstückspindelstock ebenfalls zentrierend gehalten wird, kann das Maschinenbauteil in einer einzigen Aufspannung sowohl außen als auch innen und gegebenenfalls auch an seinen Stirnseiten geschliffen werden. Weil das Schleifen in einer Aufspannung erfolgt, ergibt sich also für die verschiedenen Schleifvorgänge, welche mit unterschiedlichen Schleifscheiben realisiert werden, kein Bezugswechsel. Dadurch kann die Schleifgenauigkeit für das Maschinenbauteil weiter erhöht werden. Vor allen Dingen sind sämtliche Außenkonturen wie auch die Innenkonturen auf ein und dieselbe Zentrierung, d. h. die Rotationslängsachse des Maschinenbauteils, bezogen. Dadurch werden auch Rundlauffehler weiter minimiert.
  • Aufgrund der Tatsache, dass entweder am Reitstock eine Reitstock-Hohlpinole mit Hohlspitze oder am Werkstückspindelstock eine Hohlspitze oder - sofern das Maschinenbauteil an jedem seiner Enden eine Innenausnehmung aufweist - eine Reitstock-Hohlpinole mit Hohlspitze wie auch eine Werkstückspindelstock-Hohlpinole mit Hohlspitze vorgesehen sind, welche durch die jeweilige Innenschleifscheibe durchgriffen werden können, ist es vorzugsweise möglich, dass das Außenschleifen und das Innenschleifen zumindest zeitweise zeitparallel durchgeführt werden. Dies hat zusätzlich einen kostensparenden Effekt, weil dadurch die Taktzeit bei der Herstellung des Maschinenbauteils verringert wird.
  • Vorzugsweise wird während der Schleifbearbeitung die Bezugsachse für das Maschinenbauteil, d. h. dessen Rotationslängsachse unverändert beibehalten, weil diese mit der an beiden Enden des Maschinenbauteils erfolgenden Zentrierung zusammenfällt. Vor allen Dingen bei Bauteilen normaler Länge und normaler Steifigkeit ist eine Lünettenabstützung nicht erforderlich. Bei einer Schleifmaschine gemäß dem in der Beschreibungseinleitung in Bezug genommenen Stand der Technik gemäß DE 10 2007 009 843 B4 ist es dagegen erforderlich, beim Außenschleifen einen Lünettensitz vorzusehen, an welchen nach Fertigstellung dieses Sitzes an die entsprechende Stelle des Maschinenbauteils eine Lünette angefahren werden kann, damit das Maschinenbauteil möglichst wenig aus seiner zuvor festgelegten Zentrierung der Aufspannung auswandert. Erst nach erfolgter Lünettenabstützung kann ein Innenschleifen der an den Stirnseiten bzw. an der Stirnseite des Maschinenbauteils vorhandenen Ausnehmung vorgenommen werden. Gemäß vorliegender Erfindung soll unter „ohne Lünttenabstützung“ verstanden werden, dass eine Lünette zum Zwecke des Zugänglichmachens der Innenausnehmung, um diese schleifen zu können, weil dazu gemäß dem Stand der Technik die Aufspannung am Reitstock gelöst werden musste, nicht mehr erforderlich ist. Es versteht sich jedoch, dass bei besonders langen Bauteilen Lünetten durchaus vorgesehen sein können, nämlich über die Länge des Bauteils so verteilt, dass bei der Bearbeitung der Außenkontur und der damit verbundenen eingebrachten Schleifkräfte eine Deformation des Maschinenbauteils bezüglich von dessen Längsachse verhindert oder minimiert wird. Zum Zwecke des Schleifens der Innenausnehmung ist allerdings wegen der vorhandenen Hohlspitzen bzw. Hohlpinolen eine spezielle Lünettenabstützung nicht erforderlich.
  • Damit am Werkstückspindelstock auch eine wirksame Zentrierung des Maschinenbauteils realisiert werden kann, ist der Werkstückspindelstock entweder mit einem zentrisch spannenden Spannfutter oder mit einem Spannfutter mit ausgleichenden Spannbacken und einer in die Stirnseite des Maschinenbauteils eingreifenden Zentrierspitze ausgestattet. Es ist jedoch auch möglich, dass für den Fall, dass das Maschinenbauteil auf der Seite des Werkstückspindelstockes ebenfalls eine Innenausnehmung aufweist, der Werkstückspindelstock eine Werkstückspindelstock-Hohlpinole mit Hohlspitze aufweist, damit auch von dieser Seite durch den Werkstückspindelstock, welcher dann hohl ausgebildet ist, die Innenschleifscheibe die Innenausnehmung schleifen kann, und zwar ohne dass die Aufspannung während des Schleifens oder zum Zwecke des Innenschleifens gelöst werden muss.
  • Gemäß der Erfindung sind die Innenschleifscheibe mit ihrer Spindel und die Schleifscheibe zum Außenschleifen ebenfalls mit ihrer Spindel auf jeweils einem Spindelstock angeordnet und werden durch Verschwenken und/oder Verfahren insbesondere stufenlos in Eingriff mit dem Maschinenbauteil oder außer Eingriff davon gebracht. Die jeweiligen Spindeln der jeweiligen Schleifscheiben können durch eine schwenkbare Anordnung auf einem Schlitten zum Schleifen der Innenausnehmung und zum Schleifen der Außenkontur in einer Richtung parallel zur Längsachse des Maschinenbauteils verfahren werden.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Schleifscheibe für das Außenschleifen auf einem Schleifspindelstock angeordnet, welcher dann zum Ineingriffbringen dieser Schleifscheibe beim Außenschleifen an das Werkstück herangeschwenkt und/oder verfahren wird. Darüber hinaus ist die Innenschleifscheibe auf einem separaten Schleifspindelstock, vorzugsweise im Bereich des Reitstockes, angeordnet und kann relativ zur Längsachse des Werkstückes so verfahren werden, dass die Innenschleifscheibe, welche auch als Innenschleifstift bezeichnet wird, die Reitstock-Hohlpinole mit Hohlspitze in Längsrichtung des Maschinenbauteils durchgreift und die Innenausnehmung somit schleift. Damit ist gewährleistet, dass das Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils und der inneren Oberfläche der Innenausnehmung zumindest zeitweise zeitparallel durchgeführt werden können.
  • Gemäß noch einer Weiterbildung sind beim Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils die Rotationsachse der Schleifscheibe für das Außenschleifen und die gemeinsame Drehachse von Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock schiefwinklig im Raum zueinander derartig angeordnet, dass beim Schleifen im Wesentlichen nur eine punktförmige Berührung zwischen der Schleifscheibe und der Außenkontur des Maschinenbauteils vorliegt. Der Längsvorschub erfolgt dann vorzugsweise in Richtung auf den Werkstückspindelstock hin. Das schiefwinklige Anordnen der Achsen im Raum zueinander, welches die punktförmige Berührung zwischen der Schleifscheibe und der Außenkontur des Maschinenbauteils gewährleistet, wird auch als Quickpoint-Schleifen bezeichnet.
  • Es ist jedoch vorzugsweise auch möglich, dass beim Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils die Rotationsachse der Schleifscheibe und die gemeinsame Drehachse von Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock parallel oder winklig in der Ebene zueinander verlaufen, so dass im Wesentlichen eine linienförmige Berührung zwischen der Schleifscheibe und der Außenkontur des Maschinenbauteils gewährleistet ist. Dies ist dann von Vorteil, wenn im Sinne eines Gerad- oder Schrägeinstechschleifens beim Umfangsschleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils ein Längsvorschub der Schleifscheibe nicht erforderlich ist. Wenn die Außenkontur des Maschinenbauteils profiliert ist, so kann das Gerad- oder Schrägeinstechschleifen auch mit einer profilierten Schleifscheibe erfolgen, welche selbstverständlich - wie alle anderen Schleifscheiben auch - zwischenzeitlich abgerichtet werden kann und muss.
  • Vorzugsweise ist es auch möglich, dass mit der Schleifscheibe für das Außenschleifen sowohl Umfangsbereiche, vorzugsweise rotationssymmetrischer Art, als auch Stirnflächen des Maschinenbauteils geschliffen werden.
  • Die Reitstock-Hohlpinole ist vorzugsweise mitlaufend ausgebildet; sie kann jedoch auch angetrieben werden. Vorzugsweise ist der Antrieb der Reitstock-Hohlpinole mit dem Antrieb des Werkstückspindelstockes auf der gegenüberliegenden Seite im Sinne einer elektronischen Welle aufeinander abgestimmt.
  • Vorzugsweise wird die Schleifbearbeitung des Maschinenbauteils über CNC-Steuerungen realisiert. Das bedeutet, dass sämtliche Bewegungen des Maschinenbauteils oder der Schleifwerkzeuge CNC-gesteuert ablaufen.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schleifmaschine nach Art einer Universal-Rund-Schleifmaschine und/oder Unrundschleifmaschine zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens bereitgestellt. In üblicher Weise weist die Schleifmaschine einen Schleiftisch auf, auf welchem ein Werkstückspindelstock und ein Reitstock angeordnet sind, welche in Längsrichtung des Schleiftisches verfahrbar sind. Zwischen dem Werkstückspindelstock und dem Reitstock ist ein zu schleifendes Maschinenbauteil aufspannbar, und zwar derart, dass die gemeinsame Längsachse von Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock in Längsrichtung des Schleiftisches verläuft.
  • Es ist aber auch möglich, dass der Schleiftisch bezüglich des Maschinenbettes fest montiert ist und der Schleifspindelstock bzw. die Schleifspindelstöcke parallel entlang der gemeinsamen Längsachse von Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock verfahrbar ist bzw. sind.
  • Der Werkstückspindelstock weist entweder ein zentrisch spannendes Spannfutter oder ein Spannfutter mit ausgleichenden lösbaren Spannbacken und eine Zentrierspitze auf, welches das Maschinenbauteil am Werkstückspindelstock drehantreibend hält. Beide Arten des Spannfutters gewährleisten eine Zentrierung bei der Aufspannung des Maschinenbauteils am Werkstückspindelstock. Der Reitstock weist eine Reitstock-Hohlpinole mit einer vorzugsweise mitlaufenden Hohlspitze in der Art eines in eine Fase der Innenausnehmung eingreifenden Eingreifzapfens auf. Diese Hohlspitze greift in die Innenausnehmung des Maschinenbauteils derart ein, dass ein zentrierender Eingriff gewährleistet wird und zwar derart, dass dieser zentrierende Eingriff angepasst ist an eine rotationssymmetrische Innenausnehmung zumindest an dem Ende des Maschinenbauteils, welches am Reitstock einspannbar ist, d. h. an dem dem Werkstückspindelstock gegenüberliegenden Ende.
  • Die Reitstock-Hohlpinole und die Hohlspitze weisen eine Innenbohrung aus, welche groß genug ausgebildet ist, dass die Innenschleifscheibe zum Schleifen der Innenausnehmung, d. h. der inneren Oberfläche der Innenausnehmung, die Innenbohrung der Hohlpinole und die Hohlspitze durchgreifen kann. Wenn die Innenschleifscheibe mit ihrer Innenschleifspindel auf ein und demselben Schleifspindelstock zusammen mit der Schleifscheibenspindel angeordnet ist, welcher so verschwenk- und verfahrbar ist, dass die Innenschleifscheibe die Innenbohrung der Reitstock-Hohlpinole durchgreifen und die Innenausnehmung entsprechend schleifen kann, ergibt sich der Nachteil einer derartigen Anordnung, dass Außenschleifen und Innenschleifen nacheinander ausgeführt werden müssen. Zur weiteren, vor allen Dingen zeitlichen und kostenmäßigen Optimierung des Schleifvorganges auf der erfindungsgemäßen Schleifmaschine ist es jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein separater Schleifspindelstock im Bereich des Reitstockes angeordnet ist und die Innenschleifscheibe mit ihrer Innenschleifspindel trägt. Die Zustellung der Innenschleifscheibe im Durchgriff der Reitstock-Hohlpinole erfolgt dann im Wesentlichen in Richtung der Längsachse des Maschinenbauteils, so dass die innere Umfangsfläche der Innenausnehmung geschliffen werden kann und zwar zumindest zeitweise zeitparallel zum Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Schleifmaschine neben einem schwenkbaren Schleifspindelstock auch eine Innenschleifscheibe mit einer sie tragenden Schleifspindel auf einem separaten Schleifspindelstock als zusätzlichen Schleifspindelstock auf.
  • Bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine sind der Werkstückspindelstock und der Reitstock relativ zueinander derart bewegbar, dass das Maschinenbauteil zwischen der Zentrierspitze am Werkstückspindelstock oder dem dort vorgesehenen zentrisch spannenden Spannfutter und der Hohlspitze am Reitstock unter axialem Druck und bei in der Aufspannung unveränderlicher Bezugsachse gehalten und drehangetrieben ist. Die erfindungsgemäße Schleifmaschine ermöglicht daher ein Außenschleifen und Innenschleifen, welche zumindest zeitweise zeitparallel ablaufen. Da die Schleifbearbeitung auf der erfindungsgemäßen Schleifmaschine in ein und derselben Aufspannung erfolgt, wird während des Schleifens die Bezugsachse nicht verändert, wodurch eine höhere Genauigkeit der mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine geschliffenen Maschinenbauteile erreicht wird.
  • Vorzugsweise ist ein senkrecht zur Längsrichtung des Schleiftisches gesteuert verfahrbarer Schlitten vorgesehen, an welchem ein um eine senkrechte Schwenkachse schwenkbarer Schleifspindelstock angeordnet ist. An diesem Schleifspindelstock ist die zur Rotation angetriebene Schleifscheibe zum Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils mit diesem in Schleifeingriff bringbar, wobei die Schleifscheibe zum Schleifen der Außenkontur mit waagerecht verlaufender Rotationsachse auf dem Schleifspindelstock gelagert ist.
  • Vorzugsweise weist die Schleifscheibe sowohl an ihrem Umfang als auch an ihrer Stirnfläche jeweils einen Schleifbelag auf. Damit ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine zylindrische Außenkonturen wie auch Planflächen oder Konen an dem Maschinenbauteil gegebenenfalls sogar im Wege des Einstechschleifens zu schleifen, ohne dass die Aufspannung gelöst werden muss.
  • Vorzugsweise sind die Innenschleifscheibe wie auch die Schleifscheibe für die Außenkontur jeweils mit einem CBN-Belag versehen. Der CBN-Belag sichert eine hohe Schleifgenauigkeit, hohen Schleifabtrag und dennoch hohe Standzeiten der Schleifscheiben.
  • Wenn das Maschinenbauteil auch auf der Seite des das Maschinenbauteil einspannenden Werkstückspindelstockes eine Innenausnehmung aufweist, dann ist das Spannfutter vorzugsweise hohl ausgebildet, so dass eine weitere Innenschleifscheibe zum Schleifen auch dieser Innenausnehmung am werkstückspindelstockseitigen Ende des Maschinenbauteils diese Hohlbohrung des Spannfutters durchgreifen kann. Diese weitere Innenschleifscheibe ist vorzugsweise auf einem weiteren separaten Innenschleifspindelstock angeordnet, so dass diese weitere Innenschleifscheibe unabhängig von dem Schleifspindelstock für die Außenkontur verfahren und zugestellt werden kann. Selbst bei Innenausnehmungen an beiden Enden des Maschinenbauteils kann daher ein zeitparalleles Schleifen sowohl der Außenkontur als auch der Innenkonturen mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine realisiert werden.
  • Weitere Ausgestaltungen und Details der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • 1: einen prinzipiellen Aufbau einer Schleifmaschine in Draufsicht mit einem schwenkbaren Schleifspindelstock;
    • 2: eine im Grundaufbau 1 entsprechende Schleifmaschine, jedoch mit zusätzlichem Innenschleifspindelstock;
    • 3: eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zum Außenschleifen des Maschinenbauteils eingeschwenkter Schleifspindel mit Außenschleifscheibe;
    • 4: eine Teilansicht einer Schleifmaschine mit eingeschwenkter Schleifspindel mit Innenschleifscheibe;
    • 5: Detailansicht des im Werkstückspindelstock mit Spannfutter gespannten Maschinenbauteils sowie Spannung mit Reitstock-Hohlpinole bei Innenschleifscheibe außer Eingriff;
    • 6: eine Detailansicht gemäß 5 bei Innenschleifscheibe im Eingriff mit der Innenausnehmung des Maschinenbauteils;
    • 7: eine prinzipielle Draufsicht einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei Schleifspindelstöcken;
    • 8: eine Detailansicht der erfindungsgemäßen Schleifmaschine mit zwei Innenschleifspindeln für beidseitig vorgesehene Innenausnehmungen am Maschinenbauteil; und
    • 9: eine prinzipielle bekannte Anordnung eines Maschinenbauteils in Form eines Zahnrades, bei welchem Innen- und Außenschleifen in einer Aufspannung erfolgen.
  • Die in 1 in Draufsicht dargestellte Schleifmaschine ist bezüglich ihres Grundaufbaus grundsätzlich angelehnt an den Aufbau einer Universal-Rund- und/oder Unrundschleifmaschine. Ein in üblicher Weise vorgesehener Schleiftisch 28 ist in Richtung einer sogenannten Z-Achse auf einem Maschinenbett 27 längsverschieblich geführt. Auf dem Schleiftisch 28 ist ein Werkstückspindelstock 9 mit seinem (nicht bezeichneten) Antriebsmotor und einem Spannfutter 11 angebracht. Das Spannfutter 11 dient zum Einspannen des Werkstückes, d. h. des Maschinenbauteils 2. Am Werkstückspindelstock 9 wird das Maschinenbauteil mittels einer Zentrierspitze 13 und lösbaren Spannbacken 12 des Spannfutters 11 gespannt.
  • Gleichachsig mit dem Werkstückspindelstock 9 ist im axialen Abstand dazu ein Reitstock 10 angeordnet. Der Reitstock 10 weist eine gesondert ausgeführte Pinole zur Aufnahme einer als Reitstock-Hohlpinole 15 ausgeführten Reitstockspitze auf. Der Reitstock 10 ist ebenfalls auf dem Schleiftisch 28 angeordnet, so dass das Maschinenbauteil 2 üblicherweise zwischen dem Werkstückspindelstock 9 und dem Reitstock 10 auf einer gemeinsamen Drehachse, der Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2, eingespannt ist. Zur Prozessüberwachung sind in der Schleifmaschine Messvorrichtungen 23.1, 23.2 und 23.3 vorgesehen, welche zur Messung der Außen- und/oder Innendurchmesser eingesetzt werden. Die von den Messvorrichtungen gewonnenen Messsignale dienen der Überwachung und Steuerung der Schleifmaschine, indem die Messsignale direkt der Steuerung der Schleifmaschine in üblicher Weise zugeführt werden. Ebenfalls in üblicher Weise ist eine Abrichtvorrichtung 29 vorgesehen, welche dem Abrichten der an der Schleifmaschine vorhandenen Schleifscheiben dient. Ebenfalls eingezeichnet ist eine Lünette 22, welche im aktiven Einsatz das Maschinenbauteil teilweise am Umfang umgreift und lediglich vorgesehen ist, wenn das Maschinenbauteil relativ lang ist, um beim Schleifen der Außenkontur die durch schleifende Schleifscheiben eingebrachten Schleifkräfte zu kompensieren. Eine Lünette am Endbereich des Maschinenbauteils zum Zwecke des Innenschleifens, wie es beim Stand der Technik erforderlich ist, ist nicht erforderlich. Sie ist lediglich fakultativ und dient nur der Vermeidung der durch Schleifkräfte gegebenenfalls hervorgerufenen Durchbiegung eines relativ langen Maschinenbauteils. Bei kürzeren Bauteilen, welche eine ausreichende Biegesteifigkeit aufweisen, ist die Lünette entbehrlich.
  • Die Schleifmaschine weist einen Schleifspindelstock 18 auf, welcher eine Schleifspindel 25 mit einer Schleifscheibe 8 zum Innenschleifen, eine Schleifspindel 26.1 mit einer ersten Außenschleifscheibe 16.1 und eine Schleifspindel 26.2 mit einer zweiten Außenschleifscheibe 16.2 aufweist. D. h. Die drei Schleifspindeln 25, 26.1 und 26.2 sind alle auf dem gemeinsamen Schleifspindelstock 18 angeordnet. Der Schleifspindelstock 18 ist um eine Schwenkachse 24 schwenkbar und auf einem Schlitten 19.1 angeordnet. Der Schlitten 19.1 seinerseits ist senkrecht zu der gemeinsamen Drehachse, d. h. der Längsachse 1, verschiebbar angeordnet. Die Verschiebbarkeit des Schlittens 19.1 erfolgt also in Richtung der üblichen X-Achse. Die Schwenkbewegung des Schleifspindelstockes 18 ist durch den gekrümmten Doppelpfeil B gekennzeichnet. Die Verschiebebewegung des Schlittens 19.1 ist durch den geraden Doppelpfeil X angedeutet. Mit Z ist die Verschiebebewegung in Richtung der Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2 angedeutet, während C die Rotation des Maschinenbauteils um die gemeinsame Drehachse, d. h. Längsachse, bezeichnet. Durch Verschwenken des Schleifspindelstockes 18 werden die für die Bearbeitung jeweils erforderlichen Schleifscheiben, d. h. die Innenschleifscheibe 8, die erste Außenschleifscheibe 16.1 bzw. die zweite Außenschleifscheibe 16.2, zur Ausführung ihrer jeweiligen Schleifaufgabe nacheinander in Eingriff mit dem Maschinenbauteil 2 gebracht.
  • Bei der beschriebenen Schleifmaschine gemäß 1 werden die Außenkontur und die Innenkontur des Maschinenbauteils 2 nacheinander geschliffen, da durch die gemeinsame Anordnung aller Schleifscheiben mit ihren Schleifspindeln auf einem Schleifspindelstock 18 die jeweiligen Schleifaufgaben nur nacheinander ausgeführt werden können. Auf jeden Fall bleibt aber das Maschinenbauteil in ein und derselben Aufspannung bei ein und derselben Zentrierung in der beschriebenen Schleifmaschine aufgespannt, und zwar sowohl für das Schleifen der Außenkontur als auch das Schleifen der Innenkontur. Die erste Außenschleifscheibe 16.1 dient dazu, die Außenkontur des Maschinenbauteils 2 zu schleifen. Die zweite Außenschleifscheibe 16.2 kann sowohl rotationssymmetrische Umfangsflächen als auch Stirnflächen am Maschinenbauteil 2 schleifen. Damit ist gewährleistet, dass am Maschinenbauteil 2 gegebenenfalls vorhandene Stirnflächen ebenfalls in derselben Aufspannung geschliffen werden können. Die Schleifspindel 25 trägt die Innenschleifscheibe 8, welche einen kleinen Durchmesser hat und dazu dient, die rotationssymmetrische Innenausnehmung 6 des Maschinenbauteils 2 zu schleifen, indem die Innenschleifscheibe 8 die Reitstock-Hohlpinole 15 durchgreift. Wegen des kleinen Durchmessers der Innenschleifscheibe 8 wird diese auch als Schleifstift bezeichnet.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ausreichend, wenn lediglich die Innenschleifspindel 25 mit der Innenschleifscheibe 8 und die Schleifspindel 26.2 mit der Außenschleifscheibe 16.2 vorgesehen sind. Die auf dem Schleifspindelstock 18 außerdem noch angeordnete Schleifspindel 26.1 mit ihrer Außenschleifscheibe 16.1 kann für weitere Bearbeitungsvorgänge am Maschinenbauteil angewendet werden, beispielsweise um weitere Umfangs- und Stirnflächen oder Einstiche zu schleifen.
  • Beim Schleifen der Innenausnehmung 6 mittels der Innenschleifscheibe 8 durch die Reitstock-Hohlpinole 15 hindurch ist ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens vorhanden, nämlich dass der Kühlschmierstoff unmittelbar durch die Reitstock-Hohlpinole 15 zur inneren Oberfläche der Innenausnehmung 6 geführt wird, mit welcher die Innenschleifscheibe 8 beim Schleifen der Innenausnehmung 6 in Eingriff ist. Damit ist es möglich, dass der Kühlschmierstoff unmittelbar und direkt in optimaler Weise an den Schleifbereich geführt wird.
  • 2 zeigt in prinzipieller Darstellung eine erfindungsgemäße Schleifmaschine in Draufsicht, welche im Wesentlichen der Schleifmaschine gemäß 1 entspricht. Insoweit betreffen gleiche Bezugsziffern gleiche Bauteile bzw. Bauelemente. Im Unterschied zu 1 weist jedoch die Schleifmaschine gemäß 2 im Bereich des Reitstockes 10 einen zusätzlichen Innenschleifspindelstock 30 auf. Dieser Innenschleifspindelstock 30 ist ebenfalls auf dem Maschinenbett 27 angeordnet und trägt in der Art eines weiteren, zweiten Schlittens 19.2 eine weitere Innenschleifspindel 31, welche eine weitere Innenschleifscheibe 32 trägt. Die weitere Innenschleifspindel 31 ist auf dem Schlitten 19.2 in Z2-Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2, verschiebbar und kann so durch die Reitstock-Hohlpinole 15 in die Innenausnehmung 6 zu deren Bearbeitung eingeführt werden. Zusätzlich kann der Schlitten 19.2 in X2-Richtung verfahren werden, so dass der Vorschub zur Schleifbearbeitung in der Innenausnehmung entsprechend eingestellt werden kann.
  • 3 zeigt eine Detailansicht des prinzipiellen Aufbaus der erfindungsgemäßen Schleifmaschine entsprechend 1. Das Maschinenbauteil 2 ist bezüglich seiner Längsachse 1 zwischen den Spitzen am Werkstückspindelstock 9 im Spannfutter 11 mit den Spannbacken 12 und der Zentrierspitze 13 sowie am Reitstock 10 mittels der Reitstock-Hohlpinole 15 und der mittlaufenden Hohlspitze 20 gespannt. Diese Aufspannung zwischen den Spitzen bleibt während der gesamten Bearbeitung erhalten. Das Maschinenbauteil 2 weist in seiner linken Hälfte einen umlaufenden Bund auf, welcher dem Werkstückspindelstock 9 und der Reitstock-Hohlpinole 15 zugewandte Planseiten aufweist. Darüber hinaus weist das Maschinenbauteil 2 im Bereich der Einspannung im Werkstückspindelstock 9 eine Schulter auf, welche ebenfalls eine Planseite bildet. Auf dem Schleifspindelstock 18, dessen Schwenkbarkeit durch den gekrümmten Doppelpfeil B gekennzeichnet ist, ist die Schleifspindel 26 mit der Außenschleifscheibe 16 zum Außenschleifen in Richtung auf das Werkstück geschwenkt. Mittels der Außenschleifscheibe 16 wird die gesamte zylindrische Außenkontur 17 des Maschinenbauteils 2 geschliffen. Die Außenschleifscheibe 16 ist so ausgebildet, dass sie mit ihren Stirnseiten auch die Planseiten am Maschinenbauteil 2 schleifen kann. Zum einen wird die Außenschleifseite 16 über die X-Achse auf die Außenkontur 17 des Maschinenbauteils 2 zugestellt, so dass das Außenschleifen mittels dieser Außenschleifscheibe 16 durchgeführt werden kann. Durch eine in Z-Richtung erfolgende Verschiebbarkeit der Schleifspindel 26 zusammen mit ihrer Außenschleifscheibe 16 können die Planseiten an dem umlaufenden Bund wie auch die Planseite an der Schulter im Bereich des Werkstückspindelstockes 9 geschliffen werden. Damit ist es möglich, die gesamte Außenkontur des Maschinenbauteils 2 zu schleifen.
  • Der Reitstock 10 ist nicht mit der üblicherweise ausgeführten Pinole ausgestattet, sondern weist eine sehr kurz gelagerte Pinole auf, welche innen hohlgebohrt ist. In der Bohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 ist eine Hohlspitze 20 vorgesehen, welche die Reitstockspitze darstellt und welche in im stirnseitigen Endbereich des Maschinenbauteils 2 vorgesehene Fasen so eingreift, dass das Maschinenbauteil 2 bezüglich seiner Längsachse 1 an dem dem Reitstock 10 zugewandten Ende zentriert bezüglich der Längsachse 1 aufgespannt ist. Die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 ermöglicht es, dass eine Schleifscheibe (nicht dargestellt) zum Innenschleifen durch die Hohlbohrung hindurch in den Bereich der Innenausnehmung 6 des Maschinenbauteils 2 hindurchgreifen kann, um dort die Bearbeitung der Innenausnehmung auszuführen.
  • In 4 ist eine Schleifmaschine in Detailansicht und Draufsicht gemäß der Darstellung von 1 gezeigt, bei welcher die Innenausnehmung 6 am Maschinenbauteil 2 geschliffen wird. Das Maschinenbauteil 2 ist wiederum an seinem linken Ende im Werkstückspindelstock 9 mittels des Spannfutters 11 und des Spannbacken 12 sowie der Zentrierspitze 13 zentrisch gehalten. Gleichermaßen ist das Maschinenbauteil 2 auf dem dazu entgegengesetzten Ende 5 im Reitstock 10 mit dessen Reitstock-Hohlpinole 15 über die darin mitlaufende Hohlspitze 20 ebenfalls zentrisch aufgespannt, und zwar derart, dass die Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2 dessen Rotationsachse bildet. Die Außenkontur 17 des Maschinenbauteils wurde in der Weise geschliffen, wie sie in Verbindung mit 3 beschrieben worden ist. Zum Innenschleifen der Innenausnehmung 6 wurde die Innenschleifscheibe 8 mit ihrer Innenschleifspindel 25, welche auf dem Schleifspindelstock 18.2 gelagert und um dessen Schwenkachse 24 schwenkbar ist, durch die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 in die Ausnehmung 6 des Maschinenbauteils 2 geschwenkt und dort in Schleifeingriff gebracht. Dazu ist neben der Schwenkbarkeit der Innenschleifspindel 25 um die Schwenkachse 24 der Schleifspindelstock 18.2 entlang der X-Achse in der Innenausnehmung in Schleifeingriff bringbar. Darüber hinaus ist zum Zwecke des Hindurchführens der Innenschleifscheibe 8 durch die Schleifstock-Hohlpinole 15 diese in Z-Richtung so verfahrbar, dass die Innenschleifscheibe 8 durch die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 in die Innenausnehmung 6 des Maschinenbauteils 2 hindurchführbar ist.
  • Der Reitstock 10 ist sehr kurz gelagert, d. h. in Axialausrichtung kurz gebaut, und - wie beschrieben - innen hohl gebohrt. Während des Innenschleifens bleibt das Maschinenbauteil 2 zwischen den Spitzen eingespannt.
  • 5 zeigt in vergrößerter Detailansicht das Maschinenbauteil 2, welches im Spannfutter 11 in den Spannbacken 12 mittels der Zentrierspitze 13 an der längsseitigen Stirnseite 14 des Maschinenbauteils 2 zentrisch eingespannt ist. An dem entgegengesetzten Ende 5 des Maschinenbauteils 2 dient die mitlaufende Hohlspitze 20 der Reitstock-Hohlpinole 15 der insgesamt zentrischen Aufspannung des Maschinenbauteils 2.
  • Im Gegensatz zu den Ausführungen gemäß 3 und 4 ist hier eine Ausführung dargestellt, bei welcher die Außenkontur 17 mittels der Außenschleifscheibe 16 auf dem nicht dargestellten Schleifspindelstock 18 geschliffen wird, wohingegen die auf der Innenschleifspindel 25 gelagerte Innenschleifscheibe 8 durch die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 in die Innenausnehmung 6 zum Schleifen von deren inneren Umfangsfläche 7 hindurchführbar ist. In der in 5 dargestellten Position befindet sich die Innenschleifscheibe 8 in einer Position noch vor dem Durchführen durch die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15. Die Innenschleifspindel 25 mit der Innenschleifscheibe 8 in Form eines Schleifstiftes ist auf einem separaten Innenschleifspindelstock (nicht dargestellt) in Z-Richtung, d. h. in Richtung der Längsachse 1, sowie in X-Richtung, d. h. in Richtung auf einen Schleifeingriff an der Umfangsfläche 7 der Innenausnehmung 6 zustellbar.
  • Die Lagerung der Reitstock-Hohlpinole 15 ist mit hochgenauen Spindellagern versehen, wobei die mitlaufende Hohlspitze 20 durch die durch die Spannkräfte hervorgerufene Reibung im Zentrum mit dem Maschinenbauteil 2 mitläuft. Die mitlaufende Hohlspitze 20 greift an einer Innenfläche am entgegengesetzten Ende 5 des Maschinenbauteils 2 in dichtender oder formschlüssiger Weise an. Prinzipiell wäre es auch möglich, dass bei zentrierender Aufspannung mittels einer stehenden Spitze, d. h. einer nicht mitlaufenden Spitze, die Bearbeitung am Maschinenbauteil 2 ausgeführt wird. Auch wäre es möglich, was hier aber nicht dargestellt ist, dass die Reitstock-Hohlpinole 15 als hydrodynamische oder hydrostatische Lagerung ausgebildet ist.
  • Die Zuführung von Kühlschmierstoff erfolgt auf der Seite des Werkstückspindelstockes 9 durch die Zentrierspitze 13 des Spannfutters 11 hindurch. Dadurch ist es möglich, dass Kühlschmierstoff von der Seite des Werkstückspindelstockes zuverlässig zu der Innenausnehmung 6 zu deren Schleifen mittels der Innenschleifscheibe 8 gelangt. Dies ist jedoch selbstverständlich nur möglich, wenn das Maschinenbauteil 2 eine durchgängige Bohrung aufweist. Damit beim Innenschleifen ausreichend derartiger zugeführter Kühlschmierstoff zum unmittelbaren Schleifeingriff gelangen kann, weist die Innenschleifscheibe 8 an ihrer vorderen Stirnseite einen kegelförmigen Aufsatz auf, welcher dazu dient, den Kühlschmierstoff unmittelbar dem Schleifeingriff zuzuführen. Eine zuverlässige Schmierung ist beim Innenschleifen besonders wichtig, weil dort die Innenschleifscheibe 8 sich sozusagen in die zu schleifende Umfangsfläche 7 einschmiegt und dadurch der Eingriffsbereich der Schleifscheibe an der Umfangsfläche 7 der Innenausnehmung 6 größer ist, als dies beim Außenschleifen einer zylindrischen oder durchaus auch nicht zylindrischen Oberfläche der Fall wäre.
  • 6 zeigt eine Darstellung gemäß 5, bei welcher jedoch die Innenschleifscheibe 8 durch die Hohlbohrung der Reitstock-Hohlpinole 15 in die Innenausnehmung 6 des Maschinenbauteils 2 in Schleifeingriff mit deren Umfangsfläche 7 gebracht worden ist. Die weiteren mit entsprechenden Bezugsziffern bezeichneten Bauteile bzw. Bauelemente entsprechen denen gemäß 5 und werden daher hier nicht nochmals näher erläutert.
  • 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Schleifmaschine, bei welcher auf dem Maschinenbett 27 zwei separate Schleifspindelstöcke 18.1, 18.2 dargestellt sind. Die beiden Schleifspindelstöcke 18.1, 18.2 tragen jeweils eine Außenschleifscheibe 16.1 bzw. 16.2 und eine Innenschleifscheibe 8.1 mit dazugehöriger Innenschleifspindel 25.1 bzw. 8.2 mit dazugehöriger Innenschleifspindel 15.2. Der Schleifspindelstock 18.1 ist um eine Schwenkachse B1 schwenkbar, welche durch den Doppelpfeil gekennzeichnet ist. In analoger Weise ist der Schleifspindelstock 18.2 um eine Schwenkachse B2 schwenkbar, welche ebenfalls durch den Doppelpfeil gekennzeichnet ist. In üblicher Weise sind die Schleifspindelstöcke 18.1 und 18.2 in X1- bzw. X2-Achsrichtung zustellbar sowie in Z1- bzw. Z2-Richtung in Richtung der Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2 verfahrbar. Dadurch ist es möglich, dass zum Schleifen der Außenkontur des Maschinenbauteils 2 die entsprechende Außenschleifscheibe 16.1 bzw. auch 16.2 in Eingriff bringbar ist, wohingegen das eine zentrale Bohrung aufweisende Maschinenbauteil 2 sowohl an seinem linken Ende als auch an seinem entgegengesetzten Ende 5 mittels jeweiliger Hohlpinolen zentrisch gespannt ist, so dass das an jeweils einem Ende eine Innenausnehmung aufweisende Maschinenbauteil 2 auf beiden Seiten innen mit den Innenschleifscheiben 8.1 und 8.2 geschliffen werden kann. Mit einer derartigen Konfiguration ist es somit möglich, dass das Maschinenbauteil 2, welches an dem einen Ende in einem auf dem Schleiftisch 28 angeordneten Werkstückspindelstock 9.1 in zuvor beschriebener Weise, welcher jedoch mit einem Hohlspannfutter ausgebildet ist, und an dem entgegengesetzten Ende 5 in einer Reitstock-Hohlpinole 15 gehalten ist, mittels jeweiliger Hohlspitzen 20.1 und 20.2 (s. 8) so gehalten ist, dass die linksseitige und die rechtsseitige Innenausnehmung zumindest zeitweise zeitparallel geschliffen werden können. Es ist jedoch mit dieser Konfiguration auch möglich, dass zumindest zeitweise zeitparallel zum Schleifen der Außenkontur mittels entweder der ersten Außenschleifscheibe 16.1 oder der zweiten Außenschleifscheibe 16.2 mit einer der auf den auf dem jeweils anderen Schleifspindelstock angeordneten Innenschleifscheibe die entsprechende Innenausnehmung geschliffen werden kann. Ebenso ist es möglich, dass mittels beider Außenschleifscheiben 16.1 und 16.2 zumindest zeitweise zeitparallel geschliffen werden kann, und zwar mit der einen der beiden Schleifscheiben die Außenkontur, während mit der anderen der beiden Schleifscheiben die Planflächen geschliffen werden. Mit einer derartigen Anordnung ist damit die Flexibilität der erfindungsgemäßen Schleifmaschine weiter erhöht, wenn auch der apparative Aufwand höher ist. Mit einer derartigen Anordnung lässt sich trotz komplexerer Konturen der zu schleifenden Maschinenbauteile eine verringerte Taktzeit realisieren. Der Werkstockspindelstock 9.1 ist mittels eines Antriebsmotors 33, welcher mit einem Gehäuse achsparallel zur Längsachse 1 des Maschinenbauteils 2 angeordnet ist, angetrieben. Der Reitstock 10 ist in Z-Richtung verschiebbar, aber nicht angetrieben.
  • In 8 ist die prinzipielle Anordnung gemäß 7 in vergrößerter Darstellung gezeigt, wobei jedoch lediglich die beiden Innenschleifscheiben 8.2 mit zugehöriger Innenschleifspindel 25.2 und Innenschleifscheibe 8.1 mit zugehöriger Innenschleifspindel 25.1 für ein Einführen durch die jeweiligen Hohlbohrungen des Werkstückspindelstockes 9.1 bzw. des Reitstockes 10 bereitstehen. Am linksseitigen Ende des zentriert aufgespannten Maschinenbauteils 2 sind Lagerung und Antrieb des Werkstückspindelstockes 9.1 dargestellt. Um die Zentrierspitze 20.1 oder das Spannfutter anzutreiben, ist neben der konstruktiv kurz ausgeführten Lagerung dieses hohl ausgebildeten Werkstückspindelstockes 9.1 der über Riemen, insbesondere Zahnriemen, realisierte Antrieb bzw. Antriebsmotor 33 vorgesehen. Die mögliche zumindest teilweise zeitparallele Bearbeitung der zu schleifenden Außen- und Innenkonturen des Maschinenbauteils 2 erfolgt in der zuvor in Verbindung mit den anderen Figuren beschriebenen Reihenfolge und Art und Weise.
  • Und schließlich ist in 9 eine vereinfacht dargestellte bekannte Anordnung zum Schleifen von Innen- und Außenkonturen eines Maschinenbauteils 2 gezeigt, welches ein Zahnradbauteil ist. Die entsprechenden Schleifspindelstöcke sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die zentrierte Aufspannung dieses Zahnradbauteils erfolgt dadurch, dass das Spannfutter 11 mit seinen Spannbacken 12 das Zahnrad an dessen äußerer Verzahnung spannt. Zur Realisierung einer exakten Ausrichtung sind am Spannfutter 11 noch Plananschläge vorgesehen, gegen welche das Zahnrad 2 gespannt wird. Dadurch wird eine eindeutige und für die gesamte Bearbeitung feste Orientierung der Bezugsachse, nämlich der Längsachse 1, des Zahnrades 2, realisiert. Mittels einer profilierten Außenschleifscheibe 16.1, welche auf einer entsprechenden Schleifspindel 26.1 rotatorisch angetrieben gelagert ist, werden profilierte Außenabschnitte am Nabenbereich des Zahnrades geschliffen. Des Weiteren ist einen Innenschleifscheibe 8, welche auf ihrer zugehörigen Innenschleifspindel 21 rotatorisch angetrieben gelagert ist, vorgesehen, welche auf einem separaten Schleifspindelstock über die Z3-Achse in die Nabenbohrung eingefahren werden kann, so dass die Nabenbohrung zumindest zeitparallel zur Außenkontur über eine Zustellung längs der X3-Achse geschliffen werden kann. Auf der Seite des Spannfutters 11 ist ein zusätzlicher (nicht gezeigter) Schleifspindelstock vorgesehen, welcher eine Schleifscheibe 16.2 mit zugehöriger Spindel 26.2 trägt. Die Außenschleifscheibe 16.2 ist eine profilierte Schleifscheibe und dient dem Schleifen der Planseiten am Bund bzw. an der Nabe des Zahnrades 2. Dieses Zahnrad kann in bekannter Weise zumindest zeitweise zeitparallel sowohl an seiner Außen- als auch seiner Innenkontur geschliffen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Längsachse
    2
    Maschinenbauteil
    3
    achsiales Ende
    4
    Lagerzapfen
    5
    entgegengesetztes Ende
    6
    Innenausnehmung
    6.1
    weitere Innenausnehmung
    7
    Umfangsfläche
    8
    Innenschleifscheibe
    8.1
    erste Innenschleifscheibe
    8.2
    zweite Innenschleifscheibe
    9
    Werkstückspindelstock
    9.1
    Werkstückspindelstock mit Hohlpinole
    10
    Reitstock
    11
    Spannfutter
    12
    Spannbacken
    13
    Zentrierspitze
    14
    Stirnseite
    15
    Reitstock-Hohlpinole
    16
    Außenschleifscheibe
    16.1
    erste Außenschleifscheibe
    16.2
    zweite Außenschleifscheibe
    17
    Außenkontur
    18
    Schleifspindelstock
    18.1
    erster Schleifspindelstock
    18.2
    zweiter Schleifspindelstock
    19.1
    erster Schlitten
    19.2
    zweiter Schlitten
    20
    mitlaufende Hohlspitze
    20.1
    Hohlspitze Werkstockspindelstock
    20.2
    Hohlspitze Reitstock
    22
    Lünette
    23.1
    erste Messvorrichtung
    23.2
    zweite Messvorrichtung
    23.3
    dritte Messvorrichtung
    24
    Schwenkachse
    25
    Schleifspindel Innenschleifscheibe
    25.1
    erste Innenschleifspindel
    25.2
    zweite Innenschleifspindel
    26
    Schleifspindel Außenschleifscheibe
    26.1
    Schleifspindel erste Außenschleifscheibe
    26.2
    Schleifspindel zweite Außenschleifscheibe
    27
    Maschinenbett
    28
    Schleiftisch
    29
    Abrichtvorrichtung
    30
    zusätzlicher Innenschleifspindelstock
    31
    weitere Innenschleifspindel
    32
    weitere Innenschleifscheibe
    33
    Antrieb / Antriebsmotor

Claims (16)

  1. Verfahren zur in einer Aufspannung durchgeführten Schleifbearbeitung eines um seine Längsachse (1) zur Rotation angetriebenen Maschinenbauteils (2), welches an seinen beiden axialen Enden (3, 5) gespannt wird und zumindest an seinem einen Ende (5) eine Innenausnehmung (6) aufweist, welche mittels einer Innenschleifscheibe (8) geschliffen wird, wobei das Maschinenbauteil (2) in einer einzigen Aufspannung zwischen einem Werkstückspindelstock (9) und einem Reitstock (10) drehend angetrieben gehalten und mittels zumindest einer Schleifscheibe (16) an seiner Außenkontur (17) geschliffen wird, wobei a) das Maschinenbauteil (2) am Reitstock (10) mit einer mitlaufenden oder drehangetriebenen Reitstock-Hohlpinole (15) am Endbereich der Innenausnehmung (6) zentrierend gehalten wird; b) die Innenschleifscheibe (8), die Reitstock-Hohlpinole (15) durchgreifend, die Innenausnehmung (6) schleift; und c) das Schleifen der Innenausnehmung (6) und das Schleifen der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) zumindest zeitweise zeitparallel durchgeführt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schleifbearbeitung bei in der Aufspannung unveränderlichen Bezugsachsen und ohne Lünettenabstützung erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Aufspannung am Werkstückspindelstock (9) mit einem zentrisch spannenden Spannfutter oder mit einem Spannfutter (11) mit ausgleichenden Spannbacken (12) und einer in die Stirnseite (14) des Maschinenbauteils (2) eingreifenden Zentrierspitze (13, 20.1) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Zentrierspitze (20.1) am Werkstückspindelstock (9) hohl ist und durch eine weitere Innenschleifscheibe (8.1) zum Schleifen einer weiteren Innenausnehmung (6.1) durchgriffen wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welchem die Schleifscheibe (16) auf einem Schleifspindelstock (18, 18.1) und die Innenschleifscheibe (8, 32) auf einem separaten Schleifspindelstock (18.2, 30), welcher im Bereich des Reitstockes (10) angeordnet ist, angeordnet sind und durch Verschwenken und/oder Verfahren, insbesondere stufenlos, des jeweiligen Schleifspindelstockes (18, 18.1, 18.2, 30) in und außer Eingriff mit dem Maschinenbauteil (2) gebracht werden, welche Schleifscheibe (16) zum Schleifen der Außenkontur (17) in einer Richtung parallel zur Längsachse (1) des Maschinenbauteils (2) verfahren wird, wobei die auf einem Schlitten (19.2) angeordnete Innenschleifscheibe (8, 32) zum Durchgreifen der Reitstock-Hohlpinole (15) und zum Schleifen der Innenausnehmung (6, 6.1) in Richtung der Längsachse (1) des Maschinenbauteils (2) verfahren wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem beim Schleifen der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) die Rotationsachse der Schleifscheibe (16) und die durch Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock verlaufende gemeinsame Längsachse derart schiefwinkelig im Raum zueinander verlaufen, dass im Wesentlichen nur eine punktförmige Berührung zwischen der Schleifscheibe (16) und der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils vorliegt, wobei der Längsvorschub der Schleifscheibe (16) in Richtung auf den Werkstückspindelstock (9, 9.1) hin erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem beim Schleifen der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) die Rotationsachse der Schleifscheibe (16) und die durch Werkstückspindelstock, Maschinenbauteil und Reitstock verlaufende gemeinsame Drehachse derart winkelig in der Ebene zueinander verlaufen, dass im Wesentlichen eine linienförmige Berührung zwischen der Schleifscheibe (16) und der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) im Sinne eines Schrägeinstechschleifens vorliegt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem mit der Schleifscheibe (16, 16.1, 16.2) sowohl Umfangsbereiche als auch Stirnflächen des Maschinenbauteils (2) geschliffen werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem die Reitstock-Holpinole (15) mitlaufend ausgebildet ist.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem die Schleifbearbeitung des Maschinenbauteils (2) CNC-gesteuert abläuft.
  11. Schleifmaschine nach Art einer Universal-Rund-Schleifmaschine und/oder Unrundschleifmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die folgenden Merkmale vorgesehen sind: a) auf einem Schleiftisch (28) sind ein Werkstückspindelstock (9, 9.1) und ein Reitstock (10) angeordnet, zwischen denen ein zu schleifendendes Maschinenbauteil (2) aufspannbar ist, wobei die durch Werkstückspindelstock (9, 9.1), Maschinenbauteil (2) und Reitstock (10) verlaufende gemeinsame Längsachse in Längsrichtung des Schleiftisches (28) verläuft; b) der Werkstückspindelstock (9, 9.1) weist ein zentrisch spannendes Spannfutter (11) oder ein Spannfutter (11) mit ausgleichenden lösbaren Spannbacken (12) und einer Zentrierspitze (13, 20.1) auf, welche das Maschinenbauteil (2) am Werkstückspindelstock (9, 9.1) drehantreibend hält; c) der Reitstock (10) weist eine Reitstock-Hohlpinole (15) mit einer Hohlspitze (20, 20.2) auf, welche zum zentrierenden Eingriff zumindest in eine rotationssymmetrische Innenausnehmung (6) am dem Werkstückspindelstock (9, 9.1) gegenüberliegenden Ende (5) des Maschinenbauteils (2) angepasst ist; d) die Reitstock-Hohlpinole (15) mit der Hohlspitze (20, 20.2) weist eine Innenbohrung auf, welche zum Schleifen der Innenausnehmung (6) von einer durch einen separaten Schleifspindelstock (18.2) getragenen Innenschleifscheibe (8, 8.1) durchgreifbar ist; und e) der Werkstückspindelstock (9, 9.1) und der Reitstock (10) sind relativ zueinander derart bewegbar, dass das Maschinenbauteil (2) zwischen der Zentrierspitze (13, 20.1) am Werkstückspindelstock (9, 9.1) und der Hohlspitze (20, 20.1) am Reitstock (10) unter axialem Druck und bei in der Aufspannung unveränderlicher Bezugsachse gehalten und drehangetrieben ist.
  12. Schleifmaschine nach Anspruch 11, bei welcher der die Innenschleifscheibe (8, 8.1) tragende separate Schleifspindelstock (18.2) um eine senkrechte Schwenkachse (24) schwenkbar und auf einem senkrecht zur Längsrichtung des Schleiftisches (28) gesteuert verfahrbaren Schlitten (19.1) angeordnet ist und zusätzlich eine zur Rotation angetriebene Schleifscheibe (16.1) mit waagerecht verlaufender Rotationsachse zum Schleifen der Außenkontur (17) des Maschinenbauteils (2) auf einem Schleifspindelstock (18, 18.1) angeordnet ist.
  13. Schleifmaschine nach Anspruch 11 oder 12, bei welcher der die Innenschleifscheibe (8, 8.2) tragende Schleifspindelstock (18.2) ein separater Schleifspindelstock (30) im Bereich des Reitstockes (1) und/oder im Bereich des eine Hohlspitze (20.1) aufweisenden Spannfutters (11) ist und die Innenschleifscheibe (8, 8.1) in die Innenausnehmung (6) hinein und an deren Umfangsfläche (7) zustellbar ist.
  14. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei welcher die Schleifscheibe (16, 16.1, 16.2) sowohl an ihrem Umfang als auch an ihrer Stirnfläche mit je einem Schleifbelag versehen ist.
  15. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei welcher die Innenschleifscheibe (8, 8.1, 8.2) und die Schleifscheibe (16, 16.1, 16.2) jeweils einen CBN-Belag aufweisen.
  16. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei welcher das Spannfutter (11) hohl ausgebildet ist und mittels einer weiteren Innenschleifscheibe (8.1) zum Schleifen einer weiteren Innenausnehmung (6.1) am werkstückspindelstockseitigen Ende (3) des Maschinenbauteils (2) durchgreifbar ist.
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